2024-2025学年天津市南开区八年级(下)期末物理试卷
一、单项选择题
1.(3分)根据生活经验判断,下列物体所受的重力接近500N的是( )
A.一个初中生 B.一个婴儿
C.一个鸡蛋 D.一头牛
2.(3分)如图所示,这是古代劳动人民在建造宫殿时搬动巨木的情景,为方便巨木的水平移动,在巨木下垫圆木的目的是( )
A.增大惯性 B.增大压强 C.减小重力 D.减小摩擦
3.(3分)锤子的锤头松动了,人们常用撞击锤柄下端的方法使锤头紧套在锤柄上,如图所示。这是因为锤柄撞击板凳时( )
A.锤柄由静止变为运动,锤头由于惯性仍要保持静止状态
B.锤柄由运动变为静止,锤头由于惯性仍要继续向下运动
C.锤头由静止变为运动,锤柄由于惯性仍要保持静止状态
D.锤头由运动变为静止,锤柄由于惯性仍要继续向下运动
4.(3分)如图某同学用水平推力推静止在水平地面上的箱子,箱子没有动。下列说法正确的是( )
A.箱子所受的合力为0
B.箱子所受推力小于箱子所受摩擦力
C.地面对箱子的支持力和箱子对地面的压力是一对平衡力
D.箱子所受重力和地面对箱子的支持力是一对相互作用力
5.(3分)如图所示,a、b、c、d是盛水容器中深度不同的四处位置,其中受到水的压强最大的是( )
A.d点 B.c点 C.b点 D.a点
6.(3分)如图所示,用8N水平拉力F拉动木板A在水平地面上向右匀速运动,物体B相对地面静止不动,弹簧测力计示数为3N,下列说法正确的是( )
①A必须做匀速运动才能够测出B所受摩擦力
②A对B的摩擦力大小为3N,方向水平向右
③B对A的摩擦力大小为5N,方向水平向左
④地面对A的摩擦力大小为5N,方向水平向左
A.只有①③ B.只有①④ C.只有②③ D.只有②④
7.(3分)下列情景中,学生对物体做功的是( )
A.学生用力推汽车,没能推动
B.学生用手托着鸡蛋在水平路面行走
C.学生用力将水桶从地面提到某一高度
D.被学生踢出去以后在地面上滚动的足球
8.(3分)如图所示,金属小球从光滑轨道中的A处由静止滑下,经过B点,到达最低点C后,再沿轨道向上运动,若不计空气阻力,则下列说法中正确的是( )
A.小球能沿轨道向上运动到E点处
B.小球到达C点时,它的动能最大,重力势能最小
C.小球到达D点时的机械能大于它到达B点时的机械能
D.小球从A点加速下滑到C点过程中,小球惯性逐渐增大
9.(3分)如图甲是探究“阻力对物体运动的影响”的实验装置,图乙是探究“物体的动能与质量的关系”的实验装置。关于这两个实验的说法中错误的是( )
A.甲、乙实验中物体运动时,机械能始终保持不变
B.甲实验可以推理出:如果运动的物体不受力,它将以恒定不变的速度一直运动下去
C.乙实验可得出物体的速度一定时,质量越大,动能越大
D.两实验都控制物体从同一高度自由下滑,是为了保证物体到水平面时的初速度相同
10.(3分)如图所示,甲,乙两个体积相等的实心物体吊在弹簧测力计下,分别浸没在A、B两种溶液中处于静止状态,已知两物块密度分别是其所浸液体密度的4倍,且ρA>ρB,比较两个弹簧测力计示数的大小,下列判断正确的是( )
A.挂甲物体的示数大 B.挂乙物体的示数大
C.两个示数都一样大 D.无法确定哪个示数大
二、多项选择题
(多选)11.(3分)关于如图所示的四种情景,下列说法中正确的是( )
A.图甲:密度计在不同液体中受到的浮力大小不同
B.图乙:往吸管B中吹气,吸管A中的液面会下降
C.图丙:将自制气压计从一楼拿到五楼,管内外水面的高度差变大
D.图丁:托里拆利实验的玻璃管倾斜放置时,管内的水银柱与水银槽中液面的竖直高度差仍是760mm
(多选)12.(3分)某建筑工地上,工人用滑轮组和桶组成的装置将水泥从地面匀速运至距地面高为h的楼层,如图所示。若工人所用拉力为F,水泥重为G0,桶重为G1,动滑轮重为G2,不计绳重和摩擦,此过程中该装置的机械效率为η,则下列关系正确的是( )
A.拉力F
B.有用功W有=G0h
C.总功W总=(G0+G1+G2)h
D.机 效率为 η
(多选)13.(3分)水平放置的电子秤上有一质量300g、底面积400cm2的长方体薄壁柱形容器,容器内装有一定量的某液体。将质量为900g的实心正方体轻放入液体中,稳定后如图甲所示。打开容器底部的阀门向外排放液体,排放过程中,容器底部所受液体压强与排出液体体积的关系如图乙所示,下列说法正确的是( )
A.正方体的密度为0.9g/cm3
B.正方体放入前,液体对容器底部的压强为1000Pa
C.排出1000cm3的液体时,物体受到的浮力为8N
D.电子秤示数变化2000g时,液体对容器底的压强与容器对电子秤的压强之比为2:3
三、填空题(本大题共6小题,每小题4分,共24分)
14.(4分)在蹦床比赛中,运动员对蹦床向下施加力的同时,也受到蹦床对他向上的作用力,但这两个力的作用效果却不同,前者主要改变了蹦床的 ,后者主要改变了运动员的 。
15.(4分)如图所示,手对弹簧测力计挂钩的拉力是 N;若在弹簧测力计两端沿水平方向各加2N的拉力F1、F2,弹簧测力计的示数为 N。
16.(4分)中国茶文化源远流长,如图所示为一个紫砂壶,壶身和壶嘴内的水位等高,因为它们构成了 ;茶壶盖上留有小孔,若将小孔堵住,则茶水不容易倒出,这是因为 的作用。
17.(4分)薛悟理同学和爸爸在家里一起维修家具。如图所示,在使用羊角锤撬钉子时,羊角锤是 (选填“省力”“费力”或“等臂”)杠杆;若其他情况相同,他发现力作用在羊角锤的A处比B处更容易撬起钉子,这说明力的作用效果与三要素中力的 有关。
18.(4分)一个重15N,体积为1dm3的小球,用手抓住将它浸没在水中,它受到的浮力是 N;松手后小球将 (填“上浮”“下沉”或“悬浮”)。
19.(4分)如图,质地均匀粗细相同的实心圆柱体A、B放在水平地面上。已知它们的密度之比ρA:ρB=1:2,对地面的压强之比pA:pB=1:3,则高度之比hA:hB为 ,质量之比mA:mB为 。
四、综合题
20.(3分)如图将汤匙放在手指上,调节支撑汤匙的位置,使其在手指上静止不动。请画出汤匙所受重力G和手指对汤匙支持力F的示意图。
21.(3分)如图所示,轻质杠杆OMN上挂一重物,用一个最小的力作用在杠杆上,使杠杆在图中位置平衡,请画出:
(1)阻力F2的示意图;
(2)最小的动力F1的示意图,并标出动力臂L1。
22.(6分)如图所示,为《墨经 经下》里记载的一种斜面引重车,该车后轮矮小,前轮高大,前后轮之间装上木板,在前轮轴上系紧绳索,通过斜板高端的滑轮将绳索的另一端系在斜面重物上,只要轻推车子前进,就可以将重物拉举至一定高度。若用该引重车将质量为200kg的木箱从斜面底端匀速拉到顶端,该过程用时20s,已知斜面长2m,高0.8m,此过程中前轮轴施加在绳子上的力恒为1000N,不计绳重、滑轮与绳间的摩擦。求:
(1)该过程中绳子拉力的功率;
(2)木箱受到的摩擦力。
23.(7分)如图甲所示,将体积为1×10﹣3m3的正方体木块放入水中,静止时木块有的体积露出水面;若将石块放到木块上方,静止时木块刚好全部浸入水中,如图乙所示。容器底面积为400cm2。求:
(1)未放石块时木块受到的浮力;
(2)石块的重力;
(3)放上石块前后,容器对地面的压强变化量。
24.(6分)小明利用如图所示的实验装置“探究杠杆的平衡条件”,请你完成下列内容。
(1)杠杆未挂钩码前,在如图1所示的位置静止时,此杠杆处于 (选填“平衡”或“非平衡”)状态;为了使杠杆在水平位置平衡,可将杠杆右端的平衡螺母向 (选填“左”或“右”)调节;
(2)小明多次实验并记录数据如下表,总结数据得出杠杆的平衡条件是: ;(用字母表示)
次数 动力F1/N 动力臂l1/m 阻力F2/N 阻力臂l2/m
1 1 0.1 2 0.05
2 2 0.15 1.5 0.2
3 3 0.05 1.5 0.1
(3)第2次实验所挂钩码的个数和位置如图2所示,此时将两侧所挂的钩码同时向支点O靠近一格,杠杆会 ;(选填“保持平衡”、“左端下沉”或“右端下沉”)
(4)如图3所示,杠杆上每一格的长度为5cm,在杠杆左边挂钩码,弹簧测力计对杠杆竖直向下的拉力是动力,则动力臂为 cm;在测力计逐渐向右倾斜到虚线位置的过程中,保持杠杆在水平位置平衡,则测力计的示数将 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
25.(6分)“一滴独流醋,十里运河香”。薛悟理同学活动课上想测量天津独流醋的密度,老师提供如下器材:一把刻度尺、一个正方体木块(表面经处理后不吸水),两个烧杯,一块抹布,足量的水(已知水的密度为ρ水)。请你利用上述器材帮助他设计一个实验方案,测出醋的密度。要求:
(1)写出主要实验步骤及需要测量的物理量;
(2)写出醋密度的数学表达式。(用已知量和测得量表示)
26.(6分)如图为科技小组同学设计的一种自动冲水装置原理图,该装置主要由水箱、浮球A、盖板B构成,A、B由细线连接。水从进水管流入水箱,随着水位的上升,B所受的压力和A所受的浮力均逐渐增加,当A刚好浸没到水中时,B恰好被细绳拉开,水箱中的水通过排水管排出。已知水的密度为ρ;A质量为m1,体积为V;B的厚度不计,质量为m2,面积为S。求:
(1)浮球A受到的最大浮力;
(2)盖板B恰被拉开时细线对浮球A的拉力;
(3)水箱内所能注入水的最大深度。
2024-2025学年天津市南开区八年级(下)期末物理试卷
参考答案与试题解析
一.选择题(共10小题)
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 A D B A A D C B A A
二.多选题(共3小题)
题号 11 12 13
答案 CD BCD ACD
一、单项选择题
1.(3分)根据生活经验判断,下列物体所受的重力接近500N的是( )
A.一个初中生 B.一个婴儿
C.一个鸡蛋 D.一头牛
【解答】解:由G=mg可知,重力为500N的物体的质量m50kg,一个初中生的质量约为50kg,一个婴儿的质量约为3kg,一个鸡蛋的质量约为50g,一头牛的质量约为300kg,故BCD错误,A正确。
故选:A。
2.(3分)如图所示,这是古代劳动人民在建造宫殿时搬动巨木的情景,为方便巨木的水平移动,在巨木下垫圆木的目的是( )
A.增大惯性 B.增大压强 C.减小重力 D.减小摩擦
【解答】解:A、惯性的大小只与物体的质量有关,在巨木下垫圆木,巨木的质量不变,惯性大小不变,故A不符合题意;
B、在巨木下垫圆木,压力不变,受力面积变大,由可知,压强变小,故B不符合题意;
C、由G=mg可知,在巨木下垫圆木,不会改变巨木的质量,巨木的质量不变,巨木的重力不变,故C不符合题意;
D、在巨木下垫圆木,是利用变滑动为滚动的方法减小摩擦力,故D符合题意。
故选:D。
3.(3分)锤子的锤头松动了,人们常用撞击锤柄下端的方法使锤头紧套在锤柄上,如图所示。这是因为锤柄撞击板凳时( )
A.锤柄由静止变为运动,锤头由于惯性仍要保持静止状态
B.锤柄由运动变为静止,锤头由于惯性仍要继续向下运动
C.锤头由静止变为运动,锤柄由于惯性仍要保持静止状态
D.锤头由运动变为静止,锤柄由于惯性仍要继续向下运动
【解答】解:锤头和锤柄原来一起运动,锤柄因撞击板凳由运动变为静止,而锤头由于惯性还要保持原来的运动状态,就紧套在锤柄上了,故B正确,ACD错误。
故选:B。
4.(3分)如图某同学用水平推力推静止在水平地面上的箱子,箱子没有动。下列说法正确的是( )
A.箱子所受的合力为0
B.箱子所受推力小于箱子所受摩擦力
C.地面对箱子的支持力和箱子对地面的压力是一对平衡力
D.箱子所受重力和地面对箱子的支持力是一对相互作用力
【解答】解:A、箱子没动,处于平衡状态,说明箱子所受的合力为零,故A正确;
B、箱子处于静止状态,水平方向上的推力和摩擦力是一对平衡力,则箱子所受的推力等于它所受到的摩擦力,故B错误;
C、地面对箱子的支持力和箱子对地面的压力作用在两个物体上,不是一对平衡力,故C错误;
D、箱子所受重力和地面对箱子的支持力作用在同一物体上,不是一对相互作用力,故D错误。
故选:A。
5.(3分)如图所示,a、b、c、d是盛水容器中深度不同的四处位置,其中受到水的压强最大的是( )
A.d点 B.c点 C.b点 D.a点
【解答】解:由图可知,d处水的深度最大,因为液体的压强随深度的增加而增大,所以位置d处水压最大,故A正确。
故选:A。
6.(3分)如图所示,用8N水平拉力F拉动木板A在水平地面上向右匀速运动,物体B相对地面静止不动,弹簧测力计示数为3N,下列说法正确的是( )
①A必须做匀速运动才能够测出B所受摩擦力
②A对B的摩擦力大小为3N,方向水平向右
③B对A的摩擦力大小为5N,方向水平向左
④地面对A的摩擦力大小为5N,方向水平向左
A.只有①③ B.只有①④ C.只有②③ D.只有②④
【解答】解:①用8N水平拉力F拉动木板A在水平地面上向右匀速运动,B处于静止状态,滑动摩擦力的大小与运动速度无关,所以实验中可以不匀速拉动A,故①错误;
②因B静止时处于平衡状态,水平方向受到测力计向左的拉力和A对B向右的摩擦力是一对平衡力,所以,A对B水平向右的摩擦力fA对B=F示=3N,故②正确;
③因A对B的摩擦力和B对A的摩擦力是一对相互作用力,所以B对A的摩擦力方向水平向左,大小为3N,故③错误;
④因物体A做匀速直线运动时,受到水平向右的拉力和B对A向左的摩擦力、地面对A向左的摩擦力处于平衡状态,所以,由力的合成可得fB对A+f地=F,则地面对A水平向左的摩擦力f地=F﹣fB对A=8N﹣3N=5N,故④正确;
故选D。
7.(3分)下列情景中,学生对物体做功的是( )
A.学生用力推汽车,没能推动
B.学生用手托着鸡蛋在水平路面行走
C.学生用力将水桶从地面提到某一高度
D.被学生踢出去以后在地面上滚动的足球
【解答】解:A.学生用力推汽车,没能推动,汽车未移动,有力而无距离,故学生对汽车不做功,故A不符合题意;
B.学生用手托着鸡蛋在水平路面行走,托鸡蛋的力竖直向上,水平移动时力与通过的距离垂直,故学生对鸡蛋不做功,故B不符合题意;
C.提水桶时,有力且沿力方向移动了一段距离,因此学生对水桶做了功,故C符合题意;
D.足球滚动时学生已不再施加力,有距离而无力,故学生对足球不做功,故D不符合题意。
故选:C。
8.(3分)如图所示,金属小球从光滑轨道中的A处由静止滑下,经过B点,到达最低点C后,再沿轨道向上运动,若不计空气阻力,则下列说法中正确的是( )
A.小球能沿轨道向上运动到E点处
B.小球到达C点时,它的动能最大,重力势能最小
C.小球到达D点时的机械能大于它到达B点时的机械能
D.小球从A点加速下滑到C点过程中,小球惯性逐渐增大
【解答】解:AC、因为是光滑的曲面,不计空气阻力,小球在斜面上运动没有能量的损耗,小球的机械能守恒,即小球在B点时的机械能等于它在D点时的机械能;同时,小球能到达的最高点应与A点在同一水平直线上,不能沿轨道向上运动到E点,故AC错误;
B、小球到达C点时,它的高度最低,所以重力势能最小,同时速度最大,所以动能最大,故B正确;
D、小球从A点加速下滑到C点过程中,小球质量不变,惯性不变,故D错误。
故选:B。
9.(3分)如图甲是探究“阻力对物体运动的影响”的实验装置,图乙是探究“物体的动能与质量的关系”的实验装置。关于这两个实验的说法中错误的是( )
A.甲、乙实验中物体运动时,机械能始终保持不变
B.甲实验可以推理出:如果运动的物体不受力,它将以恒定不变的速度一直运动下去
C.乙实验可得出物体的速度一定时,质量越大,动能越大
D.两实验都控制物体从同一高度自由下滑,是为了保证物体到水平面时的初速度相同
【解答】解:
A、甲、乙实验中物体运动时,都受到摩擦阻力的作用,因为会有一部分机械能转化为内能,故A错误;
B、甲实验中,如果水平面越来越光滑,则小车运动的距离就会越来越远,可以推理出:如果运动的物体不受力,它将以恒定不变的速度一直运动下去;故B正确;
C、图乙让不同钢球从同一高度滚下(速度相同),发现钢球的质量越大、木块被撞击的越远,说明物体的速度一定时,质量越大,动能越大,故C正确;
D、两实验中,都控制物体从同一高度自由下滑,是为了保证物体到水平面时的初速度相同,这样才符合控制变量法的研究要求,故D正确。
故选:A。
10.(3分)如图所示,甲,乙两个体积相等的实心物体吊在弹簧测力计下,分别浸没在A、B两种溶液中处于静止状态,已知两物块密度分别是其所浸液体密度的4倍,且ρA>ρB,比较两个弹簧测力计示数的大小,下列判断正确的是( )
A.挂甲物体的示数大 B.挂乙物体的示数大
C.两个示数都一样大 D.无法确定哪个示数大
【解答】解:设甲乙两实心物体的体积均为V,浸没在液体中时V排=V,
根据称重法可知,F拉=G﹣F浮,
则根据阿基米德原理知,浮力F浮=ρ液V排g、G=mg=ρVg可得,
F拉甲=G甲﹣F浮甲=ρ甲Vg﹣ρAV排g=4ρAVg﹣ρAVg=3ρAVg,
F拉乙=G乙﹣F浮乙=ρ乙Vg﹣ρBV排g=4ρBVg﹣ρBVg=3ρBVg
已知ρA>ρB,则3ρAVg>3ρBVg,F拉甲>F拉乙
故选:A。
二、多项选择题
(多选)11.(3分)关于如图所示的四种情景,下列说法中正确的是( )
A.图甲:密度计在不同液体中受到的浮力大小不同
B.图乙:往吸管B中吹气,吸管A中的液面会下降
C.图丙:将自制气压计从一楼拿到五楼,管内外水面的高度差变大
D.图丁:托里拆利实验的玻璃管倾斜放置时,管内的水银柱与水银槽中液面的竖直高度差仍是760mm
【解答】解:A.密度计在不同液体中始终处于漂浮状态,密度计受到的浮力等于自身的重力,因此受到的浮力大小相同,故A错误;
B.向饮料管B中吹气时,吸管A上方空气的流速增大,压强减小,吸管A下方空气的流速不变,压强不变,A管中液体受到向上的压强大于向下的压强,液面上升,故B错误;
C.将自制气压计从一楼拿到五楼,因为大气压随高度的升高而减小,外界大气压减小,瓶内气压不变,因此管内外水面的高度差变大,故C正确;
D.管内的水银柱高度与玻璃管的长短、粗细和倾斜程度都无关,管内的水银柱高度只与大气压的大小有关;由于大气压大小不变,所以,玻璃管倾斜放置时,管内的水银柱高度不变,仍为760mm,故D正确。
故选:CD。
(多选)12.(3分)某建筑工地上,工人用滑轮组和桶组成的装置将水泥从地面匀速运至距地面高为h的楼层,如图所示。若工人所用拉力为F,水泥重为G0,桶重为G1,动滑轮重为G2,不计绳重和摩擦,此过程中该装置的机械效率为η,则下列关系正确的是( )
A.拉力F
B.有用功W有=G0h
C.总功W总=(G0+G1+G2)h
D.机 效率为 η
【解答】解:A、由图可知,承担物重的绳子段数为:n=3,不计绳重和摩擦,拉力为:F,故A错误;
B、有用功为:W有=G0h,故B正确;
C、由于不计绳重和摩擦,克服桶和动滑轮的重力做的功为额外功,则拉力做的总功为:W总=W有+W额=G0h+G1h+G2h=(G0+G1+G2)h,故C正确;
D、机械效率为:η,故D正确。
故选:BCD。
(多选)13.(3分)水平放置的电子秤上有一质量300g、底面积400cm2的长方体薄壁柱形容器,容器内装有一定量的某液体。将质量为900g的实心正方体轻放入液体中,稳定后如图甲所示。打开容器底部的阀门向外排放液体,排放过程中,容器底部所受液体压强与排出液体体积的关系如图乙所示,下列说法正确的是( )
A.正方体的密度为0.9g/cm3
B.正方体放入前,液体对容器底部的压强为1000Pa
C.排出1000cm3的液体时,物体受到的浮力为8N
D.电子秤示数变化2000g时,液体对容器底的压强与容器对电子秤的压强之比为2:3
【解答】解:
根据图示,当容器排出的液体体积时,根据体积公式V=Sh(S为容器底面积),
求得:此时容器中液面下降的高度为,
此时,容器底部所受液体压强从1000Pa下降到800Pa,
即△p=1000Pa﹣800Pa=200Pa,由△p=ρ液g△h解得:
液体的密度;
当容器底部所受液体压强p1=1000Pa时,根据液体压强公式p=ρ液gh可得:
容器未排出液体时的液面深度:
,
根据体积公式V=Sh(S为容器底面积)求得:
容器中所装液体和被正方体排开的液体的总体积:
,
又因为容器底部所受液体压强p1=0时,容器所排出液体体积即容器中所装液体的体积,
则正方体的体积:;
A,正方体的密度,故A正确;
B,由题意可知,正方体放入液体时,液面升高,容器底部所受液体压强为1000Pa,
故正方体未放入液体时,液面较低,容器底部所受液体压强小于1000Pa,故B错误;
C,已知正方体的体积,由体积公式V=a3可知,正方体的高度a=10cm,
又因为容器未排出液体时的液面深度h1=12.5cm,当容器排出的液体体积时,
容器中液面下降的高度为△h=0.025m=2.5cm,
由h1﹣△h=12.5cm﹣2.5cm=10cm=a可知,此时正方体上表面与液面相平,
处于刚好浸没的状态(),则此时正方体所受液体浮力:
,故C正确;
D,电子秤示数变化2000g,即排出液体质量m排=2000g=2kg,
原来液体质量,
所以剩余液体质量m剩=m液﹣m排=3.2kg﹣2kg=1.2kg,
容器质量m容=300g=0.3kg,正方体质量m正=900g=0.9kg,
故容器对秤压力F=(m容+m正+m剩)g=(0.3kg+0.9kg+1.2kg)×10N/kg=24N。
容器底面积S=400cm2=400×10﹣4m2,根据压强公式,
可得容器对秤压强:;
剩余液体体积,
因正方体底面积,
则剩余液体在容器中的底面积:,
此时的液体深度:,
根据液体压强公式p=ρgh,
可得液体对容器底压强:,
压强比,故D正确。
故选:ACD。
三、填空题(本大题共6小题,每小题4分,共24分)
14.(4分)在蹦床比赛中,运动员对蹦床向下施加力的同时,也受到蹦床对他向上的作用力,但这两个力的作用效果却不同,前者主要改变了蹦床的 形状 ,后者主要改变了运动员的 运动状态 。
【解答】解:运动员对蹦床向下施加力,是蹦床受的,效果是使蹦床发生形变;
蹦床对运动员向上的作用力,是运动员受的,这个力使运动员由静止变为运动,所以这个力改变了运动员的运动状态。
故答案为:形状、运动状态。
15.(4分)如图所示,手对弹簧测力计挂钩的拉力是 2.6 N;若在弹簧测力计两端沿水平方向各加2N的拉力F1、F2,弹簧测力计的示数为 2 N。
【解答】解:由左图可知,弹簧测力计的分度值为0.2N,其示数为2.6N,表示手对弹簧测力计挂钩的拉力是2.6N;
若在弹簧测力计两端沿水平方向各加2N的拉力F1、F2,弹簧测力计处于平衡状态,其示数等于其中一个力的大小,即示数为2N。
故答案为:2.6;2。
16.(4分)中国茶文化源远流长,如图所示为一个紫砂壶,壶身和壶嘴内的水位等高,因为它们构成了 连通器 ;茶壶盖上留有小孔,若将小孔堵住,则茶水不容易倒出,这是因为 大气压 的作用。
【解答】解:上端开口、下部连通的容器称为连通器,泡茶时所用的茶壶的壶身和壶嘴利用了连通器原理;
如果小孔被堵住了,此时壶嘴和壶身就不能构成一个连通器,当壶嘴放低时,由于壶内封闭气体的气压减小,小于外界大气压,则茶水不容易倒出,即是因为大气压的作用。
故答案为:连通器;大气压。
17.(4分)薛悟理同学和爸爸在家里一起维修家具。如图所示,在使用羊角锤撬钉子时,羊角锤是 省力 (选填“省力”“费力”或“等臂”)杠杆;若其他情况相同,他发现力作用在羊角锤的A处比B处更容易撬起钉子,这说明力的作用效果与三要素中力的 作用点 有关。
【解答】解:羊角锤在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆;
若其他情况相同,力作用在羊角锤的A处比B处更容易撬起钉子,两处的位置不同,力的作用点不同,这表明力的作用效果与力的作用点有关;
故答案为:省力;作用点。
18.(4分)一个重15N,体积为1dm3的小球,用手抓住将它浸没在水中,它受到的浮力是 10 N;松手后小球将 下沉 (填“上浮”“下沉”或“悬浮”)。
【解答】解:F浮=ρgV=1000kg/m3×10N/kg×1×10﹣3m3=10N。
10N<15N,所以物体会下沉。
故答案为:10;下沉。
19.(4分)如图,质地均匀粗细相同的实心圆柱体A、B放在水平地面上。已知它们的密度之比ρA:ρB=1:2,对地面的压强之比pA:pB=1:3,则高度之比hA:hB为 2:3 ,质量之比mA:mB为 1:3 。
【解答】解:(1)圆柱体对地面的压强:
pρgh,
∵ρA:ρB=1:2,pA:pB=1:3,
∴;
(2)∵两圆柱体的粗细相同,即受力面积相等,
∴F=pS,
∵水平面上物体的压力和自身的重力相等,
∴根据G=mg可得:
。
故答案为:2:3;1:3。
四、综合题
20.(3分)如图将汤匙放在手指上,调节支撑汤匙的位置,使其在手指上静止不动。请画出汤匙所受重力G和手指对汤匙支持力F的示意图。
【解答】解:汤匙静止,处于平衡状态,重力和手对汤匙的支持力是一对平衡力,二者大小相等,方向相反,从汤匙重心开始,分别沿竖直向下和竖直向上的方向画一条有向线段,并分别用G和F表示,注意两条线段长度要相等。如图所示:
。
故答案为:见解答图。
21.(3分)如图所示,轻质杠杆OMN上挂一重物,用一个最小的力作用在杠杆上,使杠杆在图中位置平衡,请画出:
(1)阻力F2的示意图;
(2)最小的动力F1的示意图,并标出动力臂L1。
【解答】解:阻力F2作用在M点,方向是竖直向下的;由杠杆平衡条件可知,在阻力跟阻力臂的乘积一定时,动力臂越长,动力越小;图中支点在O点,动力作用点在N点,当以ON作为动力臂时,动力臂最长,此时动力最小;为使杠杆在图示位置平衡,动力的方向应该垂直于ON斜向上,如下图所示:
22.(6分)如图所示,为《墨经 经下》里记载的一种斜面引重车,该车后轮矮小,前轮高大,前后轮之间装上木板,在前轮轴上系紧绳索,通过斜板高端的滑轮将绳索的另一端系在斜面重物上,只要轻推车子前进,就可以将重物拉举至一定高度。若用该引重车将质量为200kg的木箱从斜面底端匀速拉到顶端,该过程用时20s,已知斜面长2m,高0.8m,此过程中前轮轴施加在绳子上的力恒为1000N,不计绳重、滑轮与绳间的摩擦。求:
(1)该过程中绳子拉力的功率;
(2)木箱受到的摩擦力。
【解答】解:(1)拉力做的总功:W总=Fs=1000N×2m=2000J,
该过程中绳子拉力的功率:P100W;
(2)拉力做的有用功:W有用=Gh=mgh=2000N×0.8m=1600J,
克服木箱在斜板上受到摩擦力做的额外功:W额=W总﹣W有用=2000J﹣1600J=400J,
由W额=fs可得,木箱与斜板之间的摩擦力:f200N。
答:(1)该过程中绳子拉力的功率是100W;
(2)木箱受到的摩擦力是200N。
23.(7分)如图甲所示,将体积为1×10﹣3m3的正方体木块放入水中,静止时木块有的体积露出水面;若将石块放到木块上方,静止时木块刚好全部浸入水中,如图乙所示。容器底面积为400cm2。求:
(1)未放石块时木块受到的浮力;
(2)石块的重力;
(3)放上石块前后,容器对地面的压强变化量。
【解答】解:(1)木块体积V=1×10﹣3m3,且体积露出水面,则排开液体的体积;
根据阿基米德原理,则未放石块时木块受到的浮力为;
(2)未放石块时,木块漂浮,G木=F浮=6N;
放石块后,木块全部浸入水中,;
此时浮力为;
木块和石块整体漂浮;可列出如下关系G木+G石=F浮2;
则石头的重力为G石=F浮2﹣G木=10N﹣6N=4N;
(3)放上石块前后,容器对地面压力变化量为ΔF=G石=4N;
容器底面积为S=400cm2=400×10﹣4m2=0.04m2;
根据,压强变化量为。
答:(1)未放石块时木块受到的浮力是6N;
(2)石块的重力是4N;
(3)放上石块前后,容器对地面的压强变化量是100Pa。
24.(6分)小明利用如图所示的实验装置“探究杠杆的平衡条件”,请你完成下列内容。
(1)杠杆未挂钩码前,在如图1所示的位置静止时,此杠杆处于 平衡 (选填“平衡”或“非平衡”)状态;为了使杠杆在水平位置平衡,可将杠杆右端的平衡螺母向 右 (选填“左”或“右”)调节;
(2)小明多次实验并记录数据如下表,总结数据得出杠杆的平衡条件是: F1l1=F2l2 ;(用字母表示)
次数 动力F1/N 动力臂l1/m 阻力F2/N 阻力臂l2/m
1 1 0.1 2 0.05
2 2 0.15 1.5 0.2
3 3 0.05 1.5 0.1
(3)第2次实验所挂钩码的个数和位置如图2所示,此时将两侧所挂的钩码同时向支点O靠近一格,杠杆会 右端下沉 ;(选填“保持平衡”、“左端下沉”或“右端下沉”)
(4)如图3所示,杠杆上每一格的长度为5cm,在杠杆左边挂钩码,弹簧测力计对杠杆竖直向下的拉力是动力,则动力臂为 25 cm;在测力计逐渐向右倾斜到虚线位置的过程中,保持杠杆在水平位置平衡,则测力计的示数将 变大 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【解答】解:(1)如图1所示,杠杆处于静止状态,所以此时杠杆处于平衡状态;杠杆的右端上翘,平衡螺母向上翘的右端调节,使杠杆在水平位置平衡。
(2)结合表格数据,得出的杠杆平衡条件是F1l1= F2l2。
(3)若一个钩码重G,每一个小格长L,如图2所示,将两侧所挂的钩码同时向支点O靠近一格,则左侧4G×2L=8GL,
右侧3G×3L=9GL,
因为8GL<9GL,
所以杠杆不能平衡,右侧下降。
(4)图3中,杠杆水平位置平衡,弹簧测力计对杠杆竖直向下的拉力是动力,则动力臂此时落在杠杆上,测力计悬挂点到支点的距离就等于动力臂的长度,由于每一格的长度为5cm,共5个格,所以动力臂的长度为l1=5cm×5=25cm,
在测力计逐渐向右倾斜到虚线位置的过程中,拉力的力臂变小,阻力和阻力臂不变,由杠杆平衡条件得到拉力变大,弹簧测力计示数变大。
故答案为:(1)平衡;右;(2)F1l1= F2l2;(3)右端下沉;(4)25;变大。
25.(6分)“一滴独流醋,十里运河香”。薛悟理同学活动课上想测量天津独流醋的密度,老师提供如下器材:一把刻度尺、一个正方体木块(表面经处理后不吸水),两个烧杯,一块抹布,足量的水(已知水的密度为ρ水)。请你利用上述器材帮助他设计一个实验方案,测出醋的密度。要求:
(1)写出主要实验步骤及需要测量的物理量;
(2)写出醋密度的数学表达式。(用已知量和测得量表示)
【解答】解:(1)①在一个烧杯中放入适当的水,用刻度尺测量出水深度h水;②把木块缓慢放入水中,木块处于漂浮状态,待木块静止后,用刻度尺测量烧杯中水的深度h水′,把木块从水中取出,用抹布擦干木表面的水,③在另一个烧杯中加入适当醋,用刻度尺测量醋的深度h醋,④再把木块缓慢放入盛有错的烧杯中,木块处于漂浮状态,用刻度尺测量出此时醋的深度h醋′;
(2)由物体的沉浮体积可知,木块水中和在醋中处于漂浮状态,其浮力等于重力即G=F浮水=F浮醋,设烧杯的底面积为S,
则有:V排水ρ水g=V排醋ρ醋g,
S(h水′﹣h水)ρ水g=S(h醋′﹣h醋)ρ醋g,
所以醋的密度ρ醋。
故答案为:(1)见解答;(2)ρ醋。
26.(6分)如图为科技小组同学设计的一种自动冲水装置原理图,该装置主要由水箱、浮球A、盖板B构成,A、B由细线连接。水从进水管流入水箱,随着水位的上升,B所受的压力和A所受的浮力均逐渐增加,当A刚好浸没到水中时,B恰好被细绳拉开,水箱中的水通过排水管排出。已知水的密度为ρ;A质量为m1,体积为V;B的厚度不计,质量为m2,面积为S。求:
(1)浮球A受到的最大浮力;
(2)盖板B恰被拉开时细线对浮球A的拉力;
(3)水箱内所能注入水的最大深度。
【解答】解:(1)浮球A排开水的体积:V排=V;
浮球A所受的浮力:F浮=G排=ρ水gV排=ρgV;
(2)盖板B恰被拉开时,浮球A受到的浮力为:F浮=GA+F拉;
所以F拉=F浮﹣GA=ρgV﹣m1g;
(3)盖板B恰好被拉开,
G盖+F压=F拉,
F压=F拉﹣G盖,
F压=pS=ρghS,
所以h。
答:(1)浮球A受到的浮力大小为ρgV;
(2)盖板B恰被拉开时细线对浮球A的拉力为ρgV﹣m1g;
(3)水箱中水的深度为。
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